第9講 関数の再帰的使用
第9話 関数の再帰的使用による汎用的魔方陣自動生成ソフト非グローバル版

h
魔方陣自動生成ソフト非グローバル版プログラム例
#include<iostream>
using namespace std;
long f(int **x,int n,long cn,int g);
void h(int **x,int n);
void main(){
   int n;
   cout<<"何次魔方陣を生成しますか?"<<endl;
   scanf("%d",&n);
   int **x=(int **)malloc(sizeof(int)*n);
   for(char i=0;i<n;i++)x[i]=(int *)malloc(sizeof(int)*n);
   cout<<endl;
   cout<<n<<"次魔方陣が"<<f(x,n,0,0)<<"個生成されました。"<<endl;
}

long f(int **x,int n,long cn,int g){
   int i,j,s,t,w;
   s=g/n;
   t=g%n;
   for(i=1;i<n*n+1;i++){
     x[s][t]=i;
     if(g>0){
        for(j=0;j<g;j++){
          if(x[s][t]==x[j/n][j%n])goto tobi;
        }
     }
     if(t==n-1){
        w=0;
        for(j=0;j<n;j++)w=w+x[s][j];
        if(w!=n*(n*n+1)/2)goto tobi;
     }
     if(s==n-1){
        w=0;
        for(j=0;j<n;j++)w=w+x[j][t];
        if(w!=n*(n*n+1)/2)goto tobi;
     }
     if(s==n-1 && t==0){
        w=0;
        for(j=0;j<n;j++)w=w+x[j][n-1-j];
        if(w!=n*(n*n+1)/2)goto tobi;
     }
     if(s==n-1 && t==n-1){
        w=0;
        for(j=0;j<n;j++)w=w+x[j][j];
        if(w!=n*(n*n+1)/2)goto tobi;
     }
     if(g+1<n*n){
        cn=f(x,n,cn,g+1);
        if(cn==100)return(cn);
     }
     else{
        h(x,n);
        cn++;
        if(cn==100)return(cn);
     }
     tobi:;
     if(cn==100)return(cn);
   }
   return(cn);
}
void h(int **x,int n){
   for(char i=0;i<n;i++){
     for(char j=0;j<n;j++){
        if(n==3)cout<<x[i][j]<<" ";
        if(n>3)if(x[i][j]<10)cout<<"0"<<x[i][j]<<" "; else cout<<x[i][j]<<" ";
     }
     cout<<endl;
   }
   cout<<endl;
}
参考ファイル

これで最後の課題のつもりでしたが、
気が変わりました。
大きな改良は、後の独立の講になりますが、
小改良を加えます。
課題は2つです。
Ⅰ 生成時間を計測する
Ⅱ 以下のコード
     if(g>0){
        for(j=0;j<g;j++){
          if(x[s][t]==x[j/n][j%n])goto tobi;
        }
     }
の部分を改良します。
今のままだと、毎回

x[0][0] x[0][1] x[0][2]
x[1][0] x[1][1] x[1][2] 
x[2][0] x[2][1] x[2][2]

前のものと同一になっていないか調べることになり、
無駄があります。
セルとの比較ではなく、その数字が過去に使われていたら、
goto tobi; を実行するようにしましょう。
ヒントは、1次元配列k[*]を用意しておいて、
すべてを0に初期化しておきます。
そして、数字を使ったらその数字から1引いた数字を添え字にした
配列k[魔方陣に入れる数字-1]=1とします。
関数に送るので、
実際には、
   int *k=(int *)malloc(sizeof(int)*n*n);
とポインタで宣言しておくと良いでしょう。

Ⅰのみの改良のときは
x
ですが、Ⅱを加えると
c
と約7倍速くなります。

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